Πολυπαραμετρική μελέτη βελτιστοποίησης παραγωγής βακτηριακής κυτταρίνης σε υποστρώματα από απόβλητα τροφίμων με εμπορικά και απομονωμένα είδη βακτηρίων : φυσικοχημικός χαρακτηρισμός υφής των προϊόντων
| datacite.contributor.RelatedPerson | Καλογιάννη, Δέσποινα | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Γιαννακάς, Άρης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Μπεκατώρου, Αργυρώ | |
| dc.contributor.author | Μιχαλοπούλου, Παναγιώτα | |
| dc.contributor.other | Michalopoulou Panagiota | |
| dc.date.accessioned | 2026-01-07T06:56:28Z | |
| dc.date.available | 2026-01-07T06:56:28Z | |
| dc.date.issued | 2025-11-05 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Τόσο η βιομηχανία τροφίμων όσο και η επιστημονική κοινότητα, τα τελευταία χρόνια, προσπαθούν να μειώσουν το περιβαλλοντικό τους αποτύπωμα, αξιοποιώντας τα υποπροϊόντα και να παράξουν νέα προϊόντα με υψηλή προστιθέμενη αξία. Ένα πολλά υποσχόμενο υλικό, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ως υλικό συσκευασίας τροφίμων είτε ως ένα πριβιοτικό τρόφιμο είναι η βακτηριακή κυτταρίνη (ΒΚ). Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πολυπαραμετρική μελέτη βελτιστοποίησης παραγωγής ΒΚ σε υποστρώματα από απόβλητα τροφίμων με εμπορικά και απομονωμένα είδη βακτηρίων, με στόχο τη μείωση του κόστους παραγωγής της ΒΚ και την παραγωγή πριβιοτικών τροφίμων. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν ως υπόστρωμα για την παραγωγή ΒΚ, εκχύλισμα από το υποπροϊόν τυποποίησης Κορινθιακής σταφίδας (ΕΥΤΚ), χυμός πορτοκαλιού και εκχύλισμα πράσινου τσαγιού (ΕΠΤ) και πραγματοποιήθηκε η βελτιστοποίηση παραγωγής με τη Μεθοδολογία Επιφανειακής Απόκρισης με Σύνθετο Κεντρικό Σχεδιασμό (RSM/CCD). Για την παραγωγή της ΒΚ χρησιμοποιήθηκαν τα στελέχη Komagataeibacter sucrofermentans DSM 15973 (εμπορικό στέλεχος) και το Acetobacter pasteurianus ABBA (απομονωμένο στέλεχος). Οι παραγόμενες ΒΚ από τις βέλτιστες δοκιμές αναλύθηκαν ως προς τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά υφής (XRD, FT-IR, BET, SEM) και την αντιοξειδωτική τους ικανότητα. Παράλληλα αναλύθηκαν τα υποστρώματα και τα υγρά υπολείμματα μετά την παραγωγή ΒΚ ως προς τη χημική τους σύσταση. Η μεθοδολογία RSM/CCD αποδείχτηκε αξιόπιστη για την πρόβλεψη και βελτιστοποίηση της απόδοσης της ΒΚ στα φυσικά υποστρώματα και με τους δυο μικροοργανισμούς. Συγκεκριμένα, η βέλτιστη απόδοση για το βακτήριο K. sucrofermentans (EYTK-ΧΠ-ΕΠΤ, 50/20/30 %), ήταν 5,9 g ΒΚ/L, ενώ για το βακτήριο A. pasteurianus ABBA (ΧΠ-ΕΥΤΚ-ΕΠΤ, 60/10/30 %), ήταν 15,4 g ΒΚ/L. Από τη χημική ανάλυση των υγρών αποβλήτων μετά την παραγωγή ΒΚ προέκυψε εμφανής μείωση των σακχάρων, του ασκορβικού οξέος, του ολικού φαινολικού περιεχομένου και των οργανικών οξέων, με εξαίρεση το τρυγικό οξύ. Όσον αφορά τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των παραγόμενων ΒΚ από τις βέλτιστες δοκιμές, το πορώδες, η κρυσταλλικότητα και η αντιοξειδωτική ικανότητα επηρεάζονται τόσο από τη μέθοδο ξήρανσης (λυοφιλίωση και επαγωγική ξήρανση) όσο και από το χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα. Από τα φάσματα FT-IR προέκυψαν χαρακτηριστικές κορυφές, που οφείλονται σε ασκορβικό οξύ, θειαμίνη, κιτρικό και γαλλικό οξύ, τα οποία είναι συστατικά των υποστρωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν. Τέλος, από τον οργανοληπτικό έλεγχο των επιδορπίων ΒΚ που παράχθηκαν, αυτό που είχε τη μεγαλύτερη αποδοχή ήταν το δείγμα ΒΚ από το νέο στέλεχος που είχε επεξεργαστεί με μέλι. | |
| dc.description.translatedabstract | Both the food industry and the scientific community have been making efforts in recent years to reduce their environmental footprint by utilizing by-products to produce new products with high added value. One promising material, which can be used either as a food packaging material or as a prebiotic food, is bacterial cellulose (BC). The aim of this thesis is to conduct a multi-parameter study on the optimization of BC production using food waste substrates and both commercial and isolated bacterial strains, with the goal of reducing BC production costs and generating prebiotic foods. Specifically, Corinthian currants finishing side-stream extract (FSSE), orange juice, and green tea extract (GTE) were used as substrates for BC production, and the production was optimized using the Response Surface Methodology with Central Composite Design (RSM/CCD). The strains Komagataeibacter sucrofermentans DSM 15973 (commercial strain) and Acetobacter pasteurianus ABBA (isolated strain) were used for BC production. The BC produced from the optimal tests was analyzed for its physicochemical characteristics (XRD, FT-IR, BET, SEM) and its antioxidant capacity. At the same time, the substrates and the liquid residues after BC production were analyzed for their chemical composition. The RSM/CCD methodology proved to be reliable for predicting and optimizing BC yield from the natural substrates with both microorganisms. Specifically, the optimal yield for the K. sucrofermentans (FSSE-OJ-GTE, 50/20/30%) was 5.9 g BC/L, while for the A. pasteurianus ABBA (OJ-FSSE-GTE, 60/10/30%), it was 15.4 g BC/L. Chemical analysis of the liquid waste after BC production showed a significant reduction in sugars, ascorbic acid, total phenolic content, and organic acids, except for tartaric acid. Regarding the physicochemical characteristics of the BC from the optimal tests, porosity, crystallinity, and antioxidant capacity were affected by both the drying method (lyophilization and oven drying) and the substrate used. FT-IR spectra revealed characteristic peaks corresponding to ascorbic acid, thiamine, citric acid, and gallic acid, which are components of the substrates used. Finally, from the organoleptic evaluation of the BC-derived desserts, the one with the highest acceptance was the BC sample from the new strain processed with honey. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/31060 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Βακτηριακή κυτταρίνη | |
| dc.subject | Κορινθιακή σταφίδα | |
| dc.subject | Πορτοκάλια | |
| dc.subject.alternative | Bacterial cellulose | |
| dc.subject.alternative | Corinthian currants | |
| dc.subject.alternative | Oranges | |
| dc.title | Πολυπαραμετρική μελέτη βελτιστοποίησης παραγωγής βακτηριακής κυτταρίνης σε υποστρώματα από απόβλητα τροφίμων με εμπορικά και απομονωμένα είδη βακτηρίων : φυσικοχημικός χαρακτηρισμός υφής των προϊόντων | |
| dc.title.alternative | Multiparametric study for the optimization of bacterial cellulose production on food waste-based substrates using commercial and isolated bacterial strains : physicochemical and textural characterization of the products |